摘自 Linux Shell 脚本攻略第七章 B计划

使用 tar 归档

tar命令可以归档文件。它最初是设计用来将数据存储在磁带上，因此其名字也来源于Tape ARchive。tar可以将多个文件和文件夹打包为单个文件，同时还能保留所有的文件属性，如所有者、权限等。由tar创建的文件通常称为tarball。在这则攻略里，我们将学习如何使用tar创建归档文件

归档：把多个文件组合到一个文件中。归档好处是，把文件数目变少，有利于降多个文件作为电子邮件附件发送，以及备份文件

压缩：利用算法将文件有损或无损地处理，以达到保留最多文件信息，而令文件体积变小。压缩好处就是节约硬盘空间，以及减小电子邮件附件的大小，提高传输效率

用tar创建归档文件

$ tar -cf output.tar coco.sh
$ ls output.tar
output.tar$ tar -cf archive.tar file1 file2 file3 folder1 ..

选项-c表示创建新的归档文件。
选项-f表示归档文件名，该选项后面必须跟一个文件名称

选项-t可以列出归档文件中所包含的文件

$ tar -tf output.tar
coco.sh

选项-v或-vv参数可以在命令输出中加入更多的细节信息

这个特性叫作“冗长模式（v， verbose）”或“非常冗长模式（vv，very verbose）”。
对于能够在终端中生成报告的命令， -v是一个约定的选项。该选项能够显示出更多的细节，例如文件权限、所有者所属的分组、文件修改日期等信息

$ tar -tvf output.tar
-rwxrwxr-x amlogic/amlogic 355 2021-11-25 15:43 coco.sh

文件名必须紧跟在-f之后出现，而且-f应该是选项中的最后一个。假如你希望使用冗长模式，应该像这样写

$ tar -cvf output.tar file1 file2 file3 folder1 ..

向归档文件中追加文件

选项-r可以将新文件追加到已有的归档文件末尾：

$ tar -rvf output.tar file1.txt
file1.txt
$ tar -tvf output.tar
-rwxrwxr-x amlogic/amlogic 355 2021-11-25 15:43 coco.sh
-rw-rw-r-- amlogic/amlogic  10 2021-11-23 16:27 file1.txt

从归档文件中提取文件或目录

选项-x可以将归档文件的内容提取到当前目录

$ ls coco.sh
ls: cannot access 'coco.sh': No such file or directory
$ tar -xf output.tar
$ ls coco.sh
coco.sh
# 使用-x时，tar命令将归档文件中的内容提取到当前目录。我们也可以用选项-C来指定将文 件提取到哪个目录
$ tar -xf archive.tar -C /path/to/extraction_directory

该命令将归档文件的内容提取到指定目录中。它提取的是归档文件中的全部内容。我们可以通过将文件名作为命令行参数来提取特定的文件

$ tar -xvf file.tar file1 file4

在tar中使用stdin和stdout

$ tar cvf - files/ | ssh user@example.com "tar xv -C Documents/"

在上面的例子中，对files目录中的内容进行了归档并将其输出到stdout（由-指明），然后提取到远程系统中的Documents目录中

拼接两个归档文件

$ tar -tf original.tar
file1.txt
$ tar -Af original.tar output.tar
$ tar -tvf original.tar
-rw-rw-r-- amlogic/amlogic  10 2021-11-23 16:27 file1.txt
-rwxrwxr-x amlogic/amlogic 355 2021-11-25 15:43 coco.sh
-rw-rw-r-- amlogic/amlogic  10 2021-11-23 16:27 file1.txt

通过检查时间戳来更新归档文件中的内容

追加选项（-r）可以将指定的任意文件加入到归档文件中。如果同名文件已经存在，那么归档文件中就会包含两个名字一样的文件。我们可以用更新选项-u指明：只添加比归档文件中的同名文件更新（newer）的文件

$ tar -uf original.tar file1.txt
$ tar -tvf original.tar
-rw-rw-r-- amlogic/amlogic  10 2021-11-23 16:27 file1.txt
-rw-rw-r-- amlogic/amlogic  12 2021-11-27 17:40 file1.txt
-rw-rw-r-- amlogic/amlogic  12 2021-11-27 17:43 file1.txt

比较归档文件与文件系统中的内容

选项-d可以将归档中的文件与文件系统中的文件作比较。这个功能能够用来确定是否需要创建新的归档文件

$ tar -df original.tar
file1.txt: Mod time differs
file1.txt: Size differs
file1.txt: Mod time differs
file1.txt: Size differs
file1.txt: Mod time differs

从归档中删除文件

$ tar -tvf original.tar
-rw-rw-r-- amlogic/amlogic  10 2021-11-23 16:27 file1.txt
-rwxrwxr-x amlogic/amlogic 355 2021-11-25 15:43 coco.sh
-rw-rw-r-- amlogic/amlogic  10 2021-11-23 16:27 file1.txt
-rw-rw-r-- amlogic/amlogic  12 2021-11-27 17:40 file1.txt
-rw-rw-r-- amlogic/amlogic  12 2021-11-27 17:43 file1.txt
$ tar -f original.tar --delete file1.txt
$ tar -tvf original.tar
-rwxrwxr-x amlogic/amlogic 355 2021-11-25 15:43 coco.sh

压缩tar归档文件

tar命令默认只归档文件，并不对其进行压缩。不过tar支持用于压缩的相关选项。压缩能够显著减少文件的体积。归档文件通常被压缩成下列格式之一

gzip格式：file.tar.gz或file.tgz。
bzip2格式：file.tar.bz2。
Lempel-Ziv-Markov格式：file.tar.lzma。

不同的tar选项可以用来指定不同的压缩格式

-j指定bunzip2格式；
-z指定gzip格式；
–lzma指定lzma格式。

为了让tar支持根据扩展名自动选择压缩算法，使用-a或–auto-compress 选项

$ tar -acvf coco.tar.gz coco.sh
coco.sh
$ tar -tvf coco.tar.gz
-rwxrwxr-x amlogic/amlogic 355 2021-11-25 15:43 coco.sh

在归档过程中排除部分文件

$ tar -cf arch.tar * --exclude "*.txt"
# 也可以将需要排除的文件列表放入文件中，同时配合选项-X
$ cat list
filea
fileb
$ tar -cf arch.tar * -X list

注意，模式应该使用双引号来引用，避免shell对其进行扩展

排除版本控制目录

tar的选项–exclude-vcs可以在归档时排除版本控制相关的文件和目录

$ tar --exclude-vcs -czvvf source_code.tar.gz eye_of_gnome_svn

打印总字节数

选项-totals可以打印出归档的总字节数

$ tar -cvf coco.tar coco.sh --totals
coco.sh
Total bytes written: 10240 (10KiB, 11MiB/s)

使用 cpio 归档

cpio类似于tar。它可以归档多个文件和目录，同时保留所有的文件属性，如权限、文件所有权等。cpio格式被用于RPM软件包（Fedora使用这种格式）、Linux内核的initramfs文件（包含了内核镜像）等。这则攻略将给出几种cpio的用法

# 创建测试文件
$ touch file1 file2 file3# 归档测试文件
$ ls file* | cpio -ov > archive.cpio
file1
file2
file3
1 block# 列出cpio归档文件中的内容
$ cpio -it < archive.cpio
file1
file2
file3
1 block# 从cpio归档文件中提取文件
$ rm file1
$ rm file2
$ rm file3
$ cpio -id < archive.cpio
1 block
$ ls file*
file1  file2  file3

对于归档命令cpio

-o指定了输出
-v用来打印归档文件列表
-i用于指定输入
-t用于列出归档文件中的内容

使用 gzip 压缩数据

gzip和gunzip可以分别用于压缩与解压缩
gzip 默认情况下不保留原文件

使用gzip压缩文件

$ gzip test
$ ls test*
test_copy1  testfile  test.gz

解压缩gzip文件

$ gunzip test.gz
$ ls test
test

列出压缩文件的属性信息

$ gzip -l test.gz compressed        uncompressed  ratio uncompressed_name31                   6     -33.3% test

gzip命令可以从stdin中读入文件并将压缩文件写出到stdout

# 从stdin读入并将压缩后的数据写出到stdout
$ cat test |gzip -c > test.gz
# 选项 -c用来将输出指定到stdout。该选项也可以与cpio配合使用
$ ls * | cpio -o | gzip -c > cpiooutput.gz
$ zcat cpiooutput.gz | cpio -it

我们可以指定gzip的压缩级别。–fast或–best选项分别提供最低或最高的压缩率

$ gzip --fast test

压缩归档文件

第一种方法

$ tar -czvvf archive.tar.gz [FILES]
# 或者
$ tar -cavvf archive.tar.gz [FILES]
# 选项-z指明用gzip进行压缩，选项-a指明根据文件扩展名推断压缩格式

第二种方法

# 首先，创建一个tar归档文件
$ tar -cvvf archive.tar [FILES]
# 压缩tar归档文件
$ gzip archive.tar

下面的命令可以提取经由gzip压缩的归档文件中的内容

$ tar -xavvf archive.tar.gz -C extract_directory

zcat——直接读取gzip格式文件

zcat命令无需经过解压缩操作就可以将.gz文件的内容输出到stdout。.gz文件不会发生任何变化

$ ls test.gz
test.gz
$ zcat test.gz
coco
$ ls test.gz
test.gz

压缩率

我们可以指定压缩率，它共有9级，其中

1级的压缩率最低，但是压缩速度最快
9级的压缩率最高，但是压缩速度最慢

你可以按照下面的方法指定压缩比

$ gzip -5 test.img

使用bzip2

bzip2在功能和语法上与gzip类似。不同之处在于bzip2的压缩效率比gzip更高，但花费的时间比gzip更长

用bzip2进行压缩

$ bzip2 filename

解压缩bzip2格式的文件

$ bunzip2 filename.bz2

生成tar.bz2文件并从中提取内容的方法同之前介绍的tar.gz类似

$ tar -xjvf archive.tar.bz2

其中，-j表明该归档文件是以bzip2格式压缩的

使用lzma

lzma的压缩率要优于gzip和bzip2

使用lzma进行压缩

$ lzma filename

解压缩lzma文件

$ unlzma filename.lzma

可以使用–lzma选项压缩生成的tar归档文件

$ tar -cvvf --lzma archive.tar.lzma [FILES]
# 或者
$ tar -cavvf archive.tar.lzma [FILES]

将lzma压缩的tar归档文件中的内容提取到指定的目录中

$ tar -xvvf --lzma archive.tar.lzma -C extract_directory
# 其中，-x用于提取内容，--lzma指定使用lzma解压缩归档文件
# 我们也可以用
$ tar -xavvf archive.tar.lzma -C extract_directory

使用 zip 归档及压缩

创建zip格式的压缩归档文件（zip archive）

$ zip coco.zip file1 file2 file3 adding: file1 (stored 0%)adding: file2 (stored 0%)adding: file3 (stored 0%)$ ls coco*
coco.zip$ zip file.zip file

选项-r可以对目录进行递归式归档

$ zip -r picture.zip picture/adding: picture/ (stored 0%)adding: picture/bmp/ (stored 0%)adding: picture/bmp/无标题.bmp (deflated 21%)adding: picture/bmp/1.bmp (deflated 45%)adding: picture/bmp/小点心.bmp (deflated 46%)adding: picture/bmp/杯子.bmp (deflated 55%)adding: picture/bmp/无题.bmp (deflated 60%)adding: picture/bmp/4.bmp (deflated 48%)...

unzip命令可以从ZIP文件中提取内容

$ unzip file.zip

在完成提取操作之后，unzip并不会删除file.zip（这一点与unlzma和gunzip不同）

选项-u可以更新压缩归档文件中的内容

$ zip file.zip -u newfile

选项-d从压缩归档文件中删除一个或多个文件

$ zip -d arc.zip file.txt

选项-l可以列出压缩归档文件中的内容

$ unzip -l picture.zip
Archive:  picture.zipLength      Date    Time    Name
---------  ---------- -----   ----0  2021-11-11 16:57   picture/0  2021-11-03 13:35   picture/bmp/674094  2021-11-03 13:35   picture/bmp/无标题.bmp777838  2021-11-03 13:35   picture/bmp/1.bmp1081554  2021-11-03 13:35   picture/bmp/小点心.bmp682330  2021-11-03 13:35   picture/bmp/杯子.bmp750054  2021-11-03 13:35   picture/bmp/无题.bmp921654  2021-11-03 13:35   picture/bmp/4.bmp0  2021-11-03 13:35   picture/pic/325520  2021-11-03 13:35   picture/pic/qqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaZzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz.png0  2021-11-03 13:35   picture/gif/150785  2021-11-03 13:35   picture/gif/未命名.gif12450  2021-11-03 13:35   picture/gif/393020.gif...

更快的归档工具 pbzip2

我们目前已经看到的多数压缩命令只能利用单个处理器核心。 pbzip2 、 plzip 、 pigz 和 lrzip命令都采用了多线程，能够借助多核来降低压缩文件所需的时间

大多数发行版中都没有安装这些工具，可以使用apt-get或yum自行安装

sudo apt-get install pbzip2

压缩单个文件

$ pbzip2 picture.zip

### 要压缩并归档多个文件或目录，可以使用tar配合pbzip2来实现

$ tar cf coco.tar.bz2 --use-compress-program=pbzip2 for_fun/ picture/
$ ls -l coco.tar.bz2
-rw-rw-r-- 1 amlogic amlogic 59820017 11月 28 17:16 coco.tar.bz2# 或者
$ tar -c for_fun/ picture/ |pbzip2 -c > coco.tat.bz2

从pbzip2格式的文件中进行提取。

$ pbzip2 -d file1.bz2
# 如果是tar.bz2文件，我们可以利用管道完成解压缩和提取
$ pbzip2 -dc myfile.tar.bz2 | tar -x

手动指定处理器数量

$ pbzip2 -p4 myfile.tar

上面的命令告诉pbzip2使用4个处理器核心

指定压缩比

从选项-1到-9可以指定最快到最好的压缩效果，其中-1的压缩速度最快，-9的压缩率最高

创建压缩文件系统

squashfs程序能够创建出一种具有超高压缩率的只读型文件系统。它能够将2GB~3GB的数据压缩成一个700MB的文件。Linux LiveCD（或是LiveUSB）就是使用squashfs创建的。这类 CD利用只读型的压缩文件系统将根文件系统保存在一个压缩文件中。可以使用环回方式将其挂载并装入完整的Linux环境。如果需要某些文件，可以将它们解压，然后载入内存中使用

所有的现代Linux发行版都支持挂载squashfs文件系统。但是创建squashfs文件的话，则需要使用包管理器安装squashfs-tools

$ sudo apt-get install squashfs-tools

使用mksquashfs命令添加源目录和文件，创建一个squashfs文件

$ mksquashfs SOURCES compressedfs.squashfs
# SOURCES可以是通配符、文件或目录路径。$ sudo mksquashfs /etc test.squashfs
Parallel mksquashfs: Using 2 processors
Creating 4.0 filesystem on test.squashfs, block size 131072.[=======================================] 1867/1867 100%

利用环回形式挂载squashfs文件

# mkdir /mnt/squash
# mount -o loop compressedfs.squashfs /mnt/squash

在创建squashfs文件时排除部分文件

# 选项-e可以排除部分文件和目录
$ sudo mksquashfs /etc test.squashfs -e /etc/passwd /etc/shadow
# 其中，选项-e用于将文件/etc/passwd和/etc/shadow排除在外# 也可以将需要排除的文件名列表写入文件，然后用选项-ef指定该文件
$ cat excludelist
/etc/passwd
/etc/shadow$ sudo mksquashfs /etc test.squashfs -ef excludelist
# 如果希望在排除文件列表中使用通配符，需要使用-wildcard选项

使用 rsync 备份系统快照

数据备份需要定期完成。除了备份本地文件，可能还涉及远程数据。rsync可以在最小化数据传输量同时，同步不同位置上的文件和目录。相较于cp命令，rsync的优势在于比较文件修改日期，仅复制较新的文件。另外，它还支持远程数据传输以及压缩和加密

将源目录复制到目的路径

$ rsync -av source_path destination_path
# 例如
$ rsync -av /home/slynux/data slynux@192.168.0.6:/home/backups/data

-a表示进行归档操作
-v（verbose）表示在stdout上打印出细节信息或进度
上面的命令会以递归的方式将所有的文件从源路径复制到目的路径。源路径和目的路径既可以是远程路径，也可以是本地路径

将数据备份到远程服务器或主机

$ rsync -av source_dir username@host:PATH

下面的命令可以将远程主机上的数据恢复到本地

$ rsync -av username@host:PATH destination

通过网络进行传输时，压缩数据能够明显改善传输效率。我们可以用rsync的选项-z指定在传输时压缩数据

$ rsync -avz source destination

$ rsync -av /home/test/ /home/backups

这条命令将源目录（/home/test）中的内容（不包括目录本身）复制到现有的backups目录中

将包括目录本身在内的内容复制到另一个目录中

$ rsync -av /home/test /home/backups

在使用rsync进行归档时排除部分文件

选项–exclude和–exclude-from可以指定不需要传输的文件

–exclude PATTERN

可以使用通配符指定需要排除的文件

$ rsync -avz /home/code/app /mnt/disk/backup/code --exclude "*.o"

或者我们也可以通过一个列表文件指定需要排除的文件。
这需要使用–exclude-from FILEPATH

在更新rsync备份时，删除不存在的文件

默认情况下，rsync并不会在目的端删除那些在源端已不存在的文件。如果要删除这类文件，可以使用rsync的–delete选项

$ rsync -avz SOURCE DESTINATION --delete

定期备份

你可以创建一个cron任务来定期进行备份

$ crontab -ev
# 添加上这么一行：
0 */10 * * * rsync -avz /home/code user@IP_ADDRESS:/home/backups

上面的crontab项将rsync调度为每10小时运行一次
*/10处于crontab语法中的钟点位（hour position），/10表明每10小时执行一次备份。
如果 */10出现在分钟位（minutes position），那就是每10分钟执行一次备份

差异化归档

到目前为止，我们所描述的备份方法都是完整地复制当时的文件系统。如果在出现问题的时候你立刻就能发现，然后使用最近的快照来恢复，那么这种方法是有用的。但如果你没有及时发现问题，直到又制作了新的快照，先前正确的数据已被目前存在错误的数据覆盖，这种方法就派不上用场了。

文件系统归档提供了一份文件变更的历史记录。如果你需要返回某个受损文件的早期版本，就用得上它了。

rsync、tar和cpio可以用来制作文件系统的每日快照。但这样做成本太高。每天创建一份独立的快照，一周下来所需要的存储空间是所备份文件系统的7倍。

差异化备份只需要保存自上次完整备份之后发生变化的文件。Unix中的倾印/恢复（dump/restore）工具支持这种形式的归档备份。但可惜的是，这些工具是设计用于磁带设备的，所以用起来不太容易。

find命令配合tar或cpio可以实现相同的功能

使用tar创建第一份完整备份

$ tar -cvz /backup/full.tgz /home/user
# 使用find命令的-newer选项确定自上次完整备份之后，都有哪些文件作出了改动，然后创 建一份新的归档
$ tar -czf day-`date +%j`.tgz `find /home/user –newer /backup/full.tgz`

find 命令会生成自上次创建完整备份（ /backup/full.tgz ）以来有改动的所有文件的列表。

date命令会基于儒略历（Julian date）生成一个文件名。因此，当年的第一个差异化备份就是day-1.tgz，1月2日的备份就是day-2.tgz，以此类推。

因为从第一份完整备份往后，越来越多的文件会发生改动，所以每天的差异化归档也会越来越大。当归档大小超出预期的时候，需要再制作一份新的完整备份。

使用 fsarchiver 创建全盘镜像

fsarchiver可以将整个磁盘分区中的内容保存成一个压缩归档文件。和tar或cpio不同， fsarchiver能够保留文件的扩展属性，可用于将当前文件系统恢复到磁盘中。它能够识别并保留Windows和Linux系统的文件属性，因此适合于迁移Samba挂载的分区

创建文件系统/分区备份

$ fsarchiver savefs backup.fsa /dev/sda1
# backup.fsa是最终的备份文件，/dev/sda1是要备份的分区

同时备份多个分区

# 还是使用savefs选项，将多个分区作为fsarchiver最后的参数
$ fsarchiver savefs backup.fsa /dev/sda1 /dev/sda2

从备份归档中恢复分区

# 使用fsarchiver的restfs选项
$ fsarchiver restfs backup.fsa id=0,dest=/dev/sda1
# id=0 表明我们希望从备份归档中提取第一个分区的内容， 将其恢复到由 dest=/ dev/sda1所指定的分区
# 从备份归档中恢复多个分区
# 像之前一样，使用restfs选项：# fsarchiver restfs backup.fsa id=0,dest=/dev/sda1 id=1,dest=/dev/sdb1

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